Les fluctuations de courant : au

Les fluctuations de courant : au-delà du bruit
Dans les mesures dites de « bruit » du courant électrique on détecte la variance des
fluctuations i(f) du courant dans un conducteur autour d’une fréquence f, i.e. la quantité
<i2(f)>. Après un rappel sur les propriétés générales du bruit hors d’équilibre dans le domaine
quantique hf > eV, kBT (où V est la tension aux bornes de l’échantillon et T la température),
nous nous intéresserons à deux expériences qui visent à sonder les fluctuations de courant au-
delà des mesures de bruit habituelles :
- Dynamique du bruit : si l’on applique une tension lentement variable, le bruit va
« suivre » l’excitation adiabatiquement. Qu’advient-il lorsque la tension appliquée varie
rapidement ? Autrement dit, quel est le temps de réponse du bruit ? Nous discuterons des
mesures sur une jonction tunnel dans le régime quantique, lorsque le bruit détecté
provient du mouvement de point zéro des électrons.
- Troisième moment des fluctuations : en appliquant une tension finie on brise l’invariance
par renversement du sens du temps, entraînant l’apparition d’un courant continu. Il en
résulte que les fluctuations du courant peuvent devenir asymétriques, ce qui se traduit par
l’existence d’un troisième moment <i3> non nul. Nous discuterons la mesure de ce
corrélateur, dans le régime classique puis dans le régime quantique.
Enfin nous verrons comment ces deux concepts sont étroitement reliés en présence d’un
environnement électromagnétique, en particulier comment la dynamique du bruit influence la
statistique du courant électrique, que ce soit le troisième moment ou plus simplement le
courant moyen, un phénomène communément appelé blocage de Coulomb dynamique.
Bertrand Reulet
Laboratoire de Physique des Solides
UMR8502, Université Paris-Sud